El rodamiento de rodillos vertical en el laminador universal es una parte vulnerable clave en las líneas de laminación en caliente de vigas en H. Su fallo de bloqueo del eje provoca fácilmente un cierre de producción no planificado. Esta investigación toma como objetos de investigación los rodamientos de rodillos verticales de los molinos universales reversibles de viga en H grandes SMS Meer TM.. Identifica los modos típicos de falla de bloqueo del eje y analiza las causas fundamentales inducidas por el impacto.. También propone mejoras estructurales y de procesos específicas.. Los datos de campo demuestran que estas medidas mejoran enormemente el rendimiento del servicio de los rodamientos de rodillos verticales en los molinos universales..
1. Rodillo vertical y rodamiento de rodillo vertical en molino universal
Las laminadoras verticales son equipos esenciales en la producción de acero. Dan forma a piezas de acero según las dimensiones requeridas.. Las carcasas de rollos verticales comparten tres características: diseño de rollo racional, estructura de marco sólido y transmisión eficiente. Estas características conducen a patrones de falla temprana similares en los rodamientos de soporte..
Los rodamientos de rodillos verticales en molinos universales fallan con mayor frecuencia entre todos los rodamientos en líneas de laminación en caliente de vigas en H. Estos fallos perturban gravemente la producción continua.. Por lo tanto, Este artículo estudia los rodamientos de rodillos verticales instalados en molinos universales SMS Meer importados..
Una línea completa de laminación de vigas en H de gran tamaño contiene un laminador reversible de dos alturas. (BD) y una unidad de molino universal en tándem. La unidad sigue el diseño UR–E–UF: molino de desbaste universal, fresadora canteadora y fresadora de acabado universal.
Cuatro rodillos verticales instalados en soportes UR y UF. Cada rodillo coincide con un juego de cojinetes de rodillos verticales en el molino universal.
Un solo rollo vertical pesa entre 10 y 17 toneladas. Los tochos laminados impulsan su rotación durante la operación.. Su velocidad máxima teórica alcanza 10 EM, y la carga máxima está cerca 6000 kN. Los operadores utilizan agua para enfriar. La temperatura ambiente rodante se mantiene por debajo de 40 ℃. El rodamiento adopta lubricación aceite-aire con 460# aceite para engranajes.
El diámetro del rollo varía desde 880 mm a 980 mm. Los trabajadores realizan giros después de rodar bruscamente 3000 toneladas de acero. El volumen de giro depende del desgaste del rodillo.. Todo el rollo vertical se desecha una vez que falla el anillo del rollo..
Cada grado de viga en H necesita de 5 a 9 pasadas de laminado reversibles. Un ciclo de laminación finaliza en 3 a 5 minutos.
El orificio interior del anillo del rodillo forma un ajuste de interferencia con la superficie exterior del rodamiento.. El valor de interferencia oscila entre 0.075 mm a 0.122 mm. El aro interior del rodamiento hace que la transición encaje con el eje del rodillo vertical.. Se alcanza el espacio libre máximo 0.06 mm, y golpes de máxima interferencia 0.025 mm.
2. Formularios de falla & Causas fundamentales del rodamiento de rodillos verticales en el molino universal
El bloqueo del eje actúa como la principal forma de falla temprana de los rodamientos de rodillos verticales en los molinos universales.. Muestra dos síntomas típicos..
Primero, Se produce un desgaste severo de la jaula.. Los residuos de desgaste llenan los espacios entre los rodillos y las pistas de rodadura..
Segundo, fractura de vigas jaula. Los rodillos se aprietan y se deslizan a lo largo de las pistas en lugar del movimiento normal de rodadura..
El análisis de campo demuestra cargas de impacto durante fallas de bloqueo del eje del gatillo rodante. Dos condiciones de trabajo generan tal fuerza de impacto..
2.1 Fuerza de impacto generada al morder acero
Un ciclo de laminación completo incluye mordida de acero., Laminación estable y descarga de acero.. Los rodillos y las pistas de rodadura mantienen un contacto normal durante el rodaje.. El rodillo vertical se hunde bajo su propio peso sin acero dentro del molino. Los rodillos y las pistas de rodadura permanecen en un estado de contacto anormal.
El estado del contacto cambia instantáneamente cuando el acero ingresa al molino. El espacio libre de trabajo existente crea fuerza de impacto entre los rodillos., jaulas y nervaduras del anillo interior. Dicho espacio libre incluye espacios axiales y desplazamiento radial después del montaje de la jaula.. Un espacio libre más grande genera un impacto más fuerte.
2.2 Fuerza de impacto inercial durante el interruptor de dirección de rotación
Los rodillos verticales corren a 190 r/min durante el laminado reversible. El rodillo cambia rápidamente la dirección de rotación entre morder y descargar acero.. El cambio rápido de dirección crea una enorme fuerza de impacto inercial entre los rodillos y las cavidades de la jaula.
Los rodillos tienen una dureza mucho mayor que los materiales de las jaulas.. El impacto repetido crea una deformación plástica continua en las vigas de la jaula y finalmente causa fractura. La alta tensión de contacto también desgasta las superficies de las cavidades de la jaula.. La acumulación de residuos empeora las condiciones de funcionamiento y provoca el bloqueo del eje del rodamiento de rodillos vertical en el molino universal.
3. Medidas de mejora para rodamientos de rodillos verticales en molino universal
Este estudio propone dos categorías de soluciones.. Uno fortalece el material de la jaula.. El otro reduce la fuerza del impacto durante la operación del rodamiento..
3.1 Aumentar la fuerza de la jaula
Los operadores aplican un tratamiento de carbonitruración a las jaulas de los rodamientos. Este proceso eleva la dureza tanto en la superficie como en la zona central..
Después de la carbonitruración, Las jaulas ordinarias de acero con bajo contenido de carbono alcanzan un rendimiento mecánico cercano al templado en superficie. 40# acero. Una mayor resistencia mejora la resistencia contra la deformación por impactos repetidos..
3.2 Reducir la fuerza de impacto en operación
(1) Mecanizar las superficies inferiores y laterales de las jaulas.. Reduzca el peso total de la jaula y reduzca el impacto inercial durante el cambio de rotación..
(2) Aplicar tecnología de microestiramiento en jaulas.. Acorte la longitud del bolsillo en 0.3 mm para el modelo 380690 cojinete. Ancho de pista de rodadura del anillo interior estrecho en 0.5 mm. El cambio reduce los espacios axiales entre los rodillos., bolsillos y canaletas interiores.
(3) Juego axial del rodamiento retráctil. Ajuste el juego axial de 380690 rodamiento de 0,7–0,8 mm a 0,45–0,55 mm.
(4) Optimice el proceso de prensado de pendientes de bolsillo de jaula. Reducir la coordenada radial de 1/2 espesor de la placa a 1/3 espesor de la placa. Limita el movimiento radial de las jaulas..
(5) Precisión del conjunto de control. Cortar el desplazamiento radial después del montaje de la jaula desde arriba 0.8 mm hacia abajo 0.5 mm.
4. Efecto de la aplicación del rodamiento de rodillos vertical mejorado en el molino universal
Todas las medidas de mejora pasan por verificación in situ. En la gran línea de producción de vigas en H, La tasa anual de fallas de bloqueo del eje cae de 8% a menos de 1%. La vida útil promedio de los rodamientos excede 195 horas. El valor se mantiene 11.43% más alto que los rodamientos importados.
En la línea de laminación de vigas en H medianas, El rodamiento de rodillos verticales en el molino universal no tiene fallas de bloqueo del eje en dos años. Su vida útil mínima alcanza las 5×10⁴ toneladas de acero pasado.. Cumple plenamente con el estándar de rendimiento de los rodamientos importados y realiza la sustitución nacional..
Los fabricantes extienden este esquema de optimización a otros equipos rodantes. El equipo típico cubre rodamientos verticales para molinos de desbaste en líneas de desbaste en caliente., Rodamientos verticales para molinos de placas y rodamientos de rodillos cónicos de cuatro hileras en molinos en frío reversibles.. Todas las aplicaciones obtienen resultados satisfactorios.
5. Conclusión
Primero, Las cargas de impacto repetidas causan fallas en el bloqueo del eje del rodamiento de rodillos verticales en el molino universal.. La fuerza del impacto proviene de la mordida del acero y del cambio frecuente de dirección de rotación.. Conduce al desgaste de la jaula y a la fractura de la viga..
Segundo, El tratamiento de endurecimiento de la jaula y la optimización precisa del espacio suprimen eficazmente el impacto y el desgaste anormales..
Tercero, Los rodamientos optimizados superan a los productos importados en vida útil y estabilidad.. La tecnología respalda el funcionamiento con pocas fallas y alta eficiencia de las líneas de producción de laminación en caliente..
